Ինժեներները «ընդունում» են Ջեյմս Ուեբ տիեզերական աստղադիտակի միջին ինֆրակարմիր գործիքը ՆԱՍԱ-ի Գոդարդի տիեզերական թռիչքների կենտրոնում Մեծ Բրիտանիայից մեկնելուց հետո:
JPL-ի թռիչքային տեխնիկներ Ջոնի Մելենդեսը (աջից) և Ջո Մորան ստուգում են MIRI կրիօհովացուցիչը, նախքան այն կուղարկեն Northrop Grumman-ը Ռեդոնդո Բիչում, Կալիֆորնիա: Այնտեղ հովացուցիչը միացված է Webb աստղադիտակի մարմնին:
MIRI գործիքի այս հատվածը, որը տեսել են Appleton լաբորատորիայում, Ռադերֆորդում, Մեծ Բրիտանիա, պարունակում է ինֆրակարմիր դետեկտորներ: Կրիոկուլերը գտնվում է դետեկտորից հեռու, քանի որ այն աշխատում է ավելի բարձր ջերմաստիճանում: Սառը հելիում տեղափոխող խողովակը միացնում է երկու հատվածները:
MIRI-ը (ձախից) նստած է հավասարակշռության ճառագայթի վրա՝ Նորթրոպ Գրումմանում, Ռեդոնդո լողափում, երբ ինժեներները պատրաստվում են օգտագործել վերամբարձ կռունկ՝ այն միացնելու համար Ինտեգրված գիտական ​​գործիքի մոդուլին (ISIM):
Նախքան MIRI գործիքը, որը աստղադիտարանի չորս գիտական ​​գործիքներից մեկն է, կարող է գործել, այն պետք է սառեցվի մինչև այն գրեթե ամենացուրտ ջերմաստիճանը, որին կարող է հասնել նյութը:
ՆԱՍԱ-ի Ջեյմս Ուեբ տիեզերական աստղադիտակը, որը նախատեսվում է արձակել դեկտեմբերի 24-ին, պատմության մեջ ամենամեծ տիեզերական աստղադիտարանն է և ունի նույնքան դժվար խնդիր՝ հավաքում է ինֆրակարմիր լույս տիեզերքի հեռավոր անկյուններից՝ թույլ տալով գիտնականներին հետազոտել տիեզերքի կառուցվածքն ու ծագումը: Մեր տիեզերքը և մեր տեղը դրանում:
Տիեզերական շատ առարկաներ, ներառյալ աստղերն ու մոլորակները, գազն ու փոշին, որոնցից նրանք առաջանում են, արձակում են ինֆրակարմիր լույս, որը երբեմն կոչվում է ջերմային ճառագայթում: Բայց այդպիսին են շատ այլ տաք առարկաներ, ինչպիսիք են տոստերները, մարդիկ և էլեկտրոնիկան: Դա նշանակում է, որ Webb-ի չորս ինֆրակարմիր գործիքները կարող են հայտնաբերել իրենց սեփական ինֆրակարմիր լույսը: Այս արտանետումները նվազեցնելու համար գործիքը պետք է լինի շատ սառը: 233 աստիճան Ցելսիուս): Բայց ճիշտ գործելու համար միջին ինֆրակարմիր գործիքի կամ MIRI-ի ներսում գտնվող դետեկտորները պետք է ավելի սառը լինեն՝ 7 Կելվինից ցածր (մինուս 448 աստիճան Ֆարենհեյթ կամ մինուս 266 աստիճան Ցելսիուս):
Սա բացարձակ զրոյից ընդամենը մի քանի աստիճան է (0 Կելվին)՝ տեսականորեն հնարավոր ամենացուրտ ջերմաստիճանը, թեև այն երբեք ֆիզիկապես հասանելի չէ, քանի որ այն ներկայացնում է որևէ ջերմության լիակատար բացակայություն: (Սակայն MIRI-ն տիեզերքում գործող ամենացուրտ պատկերային գործիքը չէ):
Ջերմաստիճանը, ըստ էության, չափում է, թե որքան արագ են շարժվում ատոմները, և ի լրումն սեփական ինֆրակարմիր լույսի հայտնաբերման, Webb դետեկտորները կարող են գործարկվել սեփական ջերմային թրթռանքների միջոցով: MIRI-ն լույս է հայտնաբերում էներգիայի ավելի ցածր տիրույթում, քան մյուս երեք սարքերը: Արդյունքում, նրա դետեկտորներն ավելի զգայուն են ջերմային թրթռումների նկատմամբ:
Գործարկումից հետո Webb-ը կտեղակայի թենիսի խաղադաշտի չափի երեսկալ, որը պաշտպանում է MIRI-ն և այլ գործիքները արևի ջերմությունից՝ թույլ տալով նրանց պասիվ սառչել: Գործարկումից մոտ 77 օր հետո MIRI-ի կրիոկուլերին կպահանջվի 19 օր՝ գործիքի դետեկտորների ջերմաստիճանը 7 Կելվինից ցածր իջեցնելու համար:
«Երկրի վրա համեմատաբար հեշտ է սառեցնել իրերը մինչև այդ ջերմաստիճանը, հաճախ գիտական ​​կամ արդյունաբերական կիրառման համար», - ասում է Կոնստանտին Պենանենը, ցրի սառեցման փորձագետը ՆԱՍԱ-ի Ռեակտիվ Շարժման Լաբորատորիայում Հարավային Կալիֆորնիայում:, որը ղեկավարում է MIRI գործիքը ՆԱՍԱ-ի համար: Բայց Երկրի վրա հիմնված այդ համակարգերը շատ ծավալուն են և էներգիայի ոչ արդյունավետ:Տիեզերական աստղադիտարանի համար մեզ անհրաժեշտ է ֆիզիկապես կոմպակտ, էներգաարդյունավետ հովացուցիչ, և այն պետք է լինի բարձր հուսալի, քանի որ մենք չենք կարող դուրս գալ և ուղղել այն:Այսպիսով, սրանք են այն մարտահրավերները, որոնք մենք բախվում ենք:, այդ առումով, ես կասեի, որ MIRI կրիոհովացուցիչները միանշանակ առաջնագծում են»։
Webb-ի գիտական ​​նպատակներից մեկն է ուսումնասիրել տիեզերքում ձևավորված առաջին աստղերի հատկությունները: Webb-ի մոտ ինֆրակարմիր տեսախցիկը կամ NIRCam գործիքը կկարողանա հայտնաբերել այս չափազանց հեռավոր օբյեկտները, և MIRI-ն կօգնի գիտնականներին հաստատել, որ լույսի այս թույլ աղբյուրները առաջին սերնդի աստղերի կուտակումներ են, այլ ոչ թե երկրորդ սերնդի evolution-ի ավելի ուշ աստղերի աստղեր:
Նայելով փոշու ամպերին, որոնք ավելի հաստ են, քան մոտ ինֆրակարմիր սարքերը, MIRI-ն կբացահայտի աստղերի ծննդավայրերը: Այն նաև կհայտնաբերի մոլեկուլներ, որոնք սովորաբար հանդիպում են Երկրի վրա, ինչպիսիք են ջուրը, ածխածնի երկօքսիդը և մեթանը, ինչպես նաև քարքարոտ հանքանյութերի մոլեկուլները, ինչպիսիք են սիլիկատները, մոտակա աստղերի շուրջ սառը միջավայրում, որտեղ մոլորակները կարող են ավելի տաք մոլեկուլներ ձևավորվել: միջավայրերը, մինչդեռ MIRI-ն դրանք կարող է տեսնել որպես սառույց:
«Միավորելով ԱՄՆ-ի և Եվրոպայի փորձագիտությունը՝ մենք մշակել ենք MIRI-ն՝ որպես Webb-ի ուժ, որը հնարավորություն կտա աստղագետներին ամբողջ աշխարհից պատասխանել աստղերի, մոլորակների և գալակտիկաների ձևավորման և զարգանալու մեծ հարցերին», - ասում է MIRI գիտական ​​խմբի ղեկավար Ջիլիան Ռայթը:
MIRI կրիոկոլերը օգտագործում է հելիում գազ, որը բավական է լցնելու մոտ ինը կողմի փուչիկներ, որպեսզի ջերմությունը տանի գործիքի դետեկտորներից: Երկու էլեկտրական կոմպրեսորներ հելիումը մղում են խողովակի միջով, որը տարածվում է դետեկտորի գտնվելու վայրում:Սառեցված հելիումը կլանում է ավելորդ ջերմությունը բլոկից՝ պահելով դետեկտորի աշխատանքային ջերմաստիճանը 7 Կելվինից ցածր: Տաքացվող (բայց դեռ սառը) գազը այնուհետև վերադառնում է կոմպրեսոր, որտեղից դուրս է մղում ավելորդ ջերմությունը և նորից սկսվում է ցիկլը: Հիմնականում համակարգը նման է կենցաղային սառնարաններում և օդորակիչներում օգտագործվողին:
Հելիում տեղափոխող խողովակները պատրաստված են ոսկեպատ չժանգոտվող պողպատից և ունեն մեկ տասներորդ դյույմի (2,5 մմ) տրամագծով: Այն տարածվում է մոտ 30 ոտնաչափ (10 մետր) հեռավորության վրա տիեզերանավի ավտոբուսի տարածքում գտնվող կոմպրեսորից մինչև MIRI դետեկտորը օպտիկական աստղադիտակի տարրում, որը գտնվում է աստղադիտարանի ետևում գտնվող աստղադիտակի ետևում: Տարածքներ: Երբ փաթեթավորվում է մեկնարկի համար, DTA-ն սեղմվում է, մի փոքր մխոցի պես, որպեսզի օգնի տեղադրել աստղադիտարանը հրթիռի վերևի պաշտպանության մեջ: Տիեզերքում հայտնվելուց հետո աշտարակը կտարածվի սենյակային ջերմաստիճանի տիեզերանավի ավտոբուսը ավելի սառը օպտիկական աստղադիտակի գործիքներից և թույլ կտա արևապաշտպան և աստղադիտակը ամբողջությամբ տեղակայվել:
Այս անիմացիան ցույց է տալիս Ջեյմս Ուեբ տիեզերական աստղադիտակի տեղակայման իդեալական կատարումը մեկնարկից ժամեր և օրեր անց: Կենտրոնական տեղակայվող աշտարակի հավաքման ընդլայնումը կբարձրացնի MIRI-ի երկու մասերի միջև հեռավորությունը: Դրանք միացված են պտուտակավոր խողովակներով սառեցված հելիումով:
Սակայն երկարացման գործընթացը պահանջում է, որ հելիումի խողովակը երկարացվի ընդարձակվող աշտարակով: Այսպիսով, խողովակը պտտվում է որպես զսպանակ, ինչի պատճառով MIRI-ի ինժեներները խողովակի այս հատվածը անվանել են «Slinky»:
«Կան որոշ մարտահրավերներ՝ աշխատելու մի համակարգի վրա, որն ընդգրկում է աստղադիտարանի մի քանի շրջաններ», - ասաց Անալին Շնայդերը՝ JPL MIRI ծրագրի ղեկավարը:«Այս տարբեր շրջանները ղեկավարվում են տարբեր կազմակերպությունների կամ կենտրոնների կողմից, ներառյալ Northrop Grumman-ը և ԱՄՆ ՆԱՍԱ-ի Գոդարդ տիեզերական թռիչքների կենտրոնը, մենք պետք է խոսենք բոլորի հետ:Աստղադիտակի վրա չկա որևէ այլ սարքավորում, որը պետք է դա անի, ուստի դա MIRI-ի համար եզակի մարտահրավեր է:Դա, անկասկած, երկար հերթ է եղել MIRI կրիոհառեցման ճանապարհի համար, և մենք պատրաստ ենք այն տեսնել տիեզերքում»:
Ջեյմս Ուեբ տիեզերական աստղադիտակը կմեկնարկի 2021 թվականին՝ որպես տիեզերական գիտության աշխարհի առաջնակարգ աստղադիտարան: Վեբը կբացահայտի մեր արեգակնային համակարգի առեղծվածները, կնայի այլ աստղերի շուրջ գտնվող հեռավոր աշխարհներին և կուսումնասիրի մեր տիեզերքի և մեր տեղը խորհրդավոր կառույցներն ու ծագումը: Webb-ը միջազգային նախաձեռնություն է, որը ղեկավարվում է NASA (NASA) Space Agency-ի և նրա գործընկերների՝ Canadian Space Agency-ի և նրա գործընկերների կողմից:
MIRI-ն ստեղծվել է NASA-ի և ESA-ի (Եվրոպական տիեզերական գործակալություն) 50-50 համագործակցության արդյունքում: JPL-ն ղեկավարում է ԱՄՆ-ի ջանքերը MIRI-ի համար, և եվրոպական աստղագիտական ​​ինստիտուտների բազմազգ կոնսորցիումը նպաստում է ESA-ին: Արիզոնայի համալսարանի Ջորջ Ռիեկեն MIRI-ի ԱՄՆ գիտական ​​թիմի ղեկավարն է: Ջիլիան Ռայթի եվրոպական գիտական ​​թիմի ղեկավարն է:
Ալիսթեր Գլասը ATC-ից, Մեծ Բրիտանիան MIRI գործիքի գիտաշխատող է, իսկ Մայքլ Ռեսլերը՝ ԱՄՆ նախագծի գիտնական JPL-ում: Լասլո Թամասը Մեծ Բրիտանիայի ATC-ն ղեկավարում է Եվրոպական միությունը: MIRI կրիոկուլերի մշակումը ղեկավարվել և ղեկավարվել է JPL-ի կողմից՝ ՆԱՍԱ-ի Goddard Space Flight Center-ի հետ համագործակցությամբ, Գոդարդ Բիչում, Գրինլենդում, Մարիտոնում, Հյուսիսային Կալիֆորնիայում: